JP2017123061A - 出来形の可視化システム及び出来形の可視化データ生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、出来形の可視化システム及びの可視化データ生成プログラムにおいて、３次元構造体の出来形形状の良し悪しを直感的に把握可能とする。【解決手段】可視化システム１は、表計算ソフト１３ａ、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂ及び可視化データ生成プログラム２がインストールされたコンピュータ１０を備える。プログラム２は、表計算ソフト１３ａによるデータ入力表に入力されたデータを基に、３次元構造体上の計測点における座標値ｄ１、設計値ｄ２及び出来形の実測値ｄ３のデータを取得するデータ取得部２１と、３次元構造体の表面位置に設計値ｄ２と実測値ｄ３の差分をコンター図として表示するための出来形表示データＤ２を生成する表示データ生成部２２とを備える。コンピュータ１０は、表示ソフト１３ｂを動作させ、データＤ２を用いて出来形のコンター図を３次元表示させる。【選択図】図１

Description

本発明は、出来形管理に用いられる出来形の可視化システム及び出来形の可視化データ生成プログラムに関する。

従来から、出来形管理を容易に行うために、例えば、地中に圧入された杭材の出来形を仮想図形として表示部に表示し、実際にはユーザが目視することができない杭材の根入部分を確認可能とする出来形管理システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。地中の杭材の姿勢を表す出来形は、地中に圧入される杭材に取り付けた複数個の測標の位置を圧入とともに測定し、その測標の位置データと、既設杭材の天端継手嵌合部の位置データとに基づいて算出されている。

また、掘削用の作業機に計測用のモニタポイントを設定し、作業時にモニタポイントの三次元位置を計測し、その計測結果に基づいて、作業機による掘削によって形成された地形である出来形に関する情報を取得する出来形情報処理装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この装置は、作業機の外観と出来形とに関するデータに基づいて作業機と出来形とを画像化し、更新された出来形を含む地形の画像を作業機の画像に重ね合わせてモニタに表示する構成とされている。

また、２次元レベルの図面に基づいて低コストの３次元データを作成し利用するために、汎用の２次元または２．５次元のＣＡＤソフトと汎用の表計算ソフトとを組み合わせて３次元データを作成するシステムが知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１０−２６１２９８号公報 特開２００６−２００１８５号公報 特開２００５−７８２０７号公報

しかしながら、上述した特許文献１，２に示される手法は、出来形を形成する作業に出来形の測定及び評価を連携させて作業効率を上げることができるが、より高精度の出来形管理に適用するには限界がある。例えば、橋梁などの３次元構造体の出来形管理においては、数ミリメートル単位の精度の寸法、捩れ、変形などを、局所的かつ大域的に評価し管理する必要がある。このような橋梁などの計測は高精度に行われているが、その評価には、出来形の測定値をグラフ化したものが用いられており、３次元構造体の出来形形状の良し悪しを直感的に把握できるものではない。

また、上述した特許文献３に示されるシステムは、３次元構造体の３次元データを安価に作成することを目的とし、建築物や工作物を構成する個々の各部材を主要な対象物とするものであり、３次元構造体の全体に関わる出来形に適用できるものではない。

本発明は、上記課題を解消するものであって、３次元構造体の出来形形状の良し悪しを直感的に把握可能とする、出来形の可視化システム及び出来形の可視化データ生成プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明の可視化システムは、３次元構造体の出来形の可視化システムであって、汎用の表計算ソフト及び汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフトがインストールされたコンピュータと、コンピュータからの指示により画像を表示するディスプレイと、コンピュータに指示するためユーザにより操作される指示手段と、を備え、コンピュータには、ユーザによる指示手段の操作によって、表計算ソフトによるデータ入力表をディスプレイに表示させ、データ入力表に入力されたデータを用いて、３次元構造体の出来形を表示するためのデータを生成する可視化データ生成プログラムがインストールされており、可視化データ生成プログラムは、データ入力表に入力されたデータを基に、３次元構造体上に設定された計測点の座標値のデータ、計測点における設計値のデータ、及び計測点に対応する位置における出来形に関する実測値のデータを取得するデータ取得部と、データ取得部によって取得されたデータを基に、設計値と実測値の差分を求め、座標値のデータを用いて３次元構造体の表面に対応する位置に差分をコンター図として表示するための出来形表示データを生成する表示データ生成部と、を備え、コンピュータは、３次元ＣＡＤモデル表示ソフトを動作させ、表示データ生成部が生成した出来形表示データを用いて、ディスプレイにコンター図を３次元表示させることを特徴とする。

この出来形の可視化システムにおいて、データ取得部は、３次元構造体の３次元モデルを表示するためのモデル表示データまたはモデル表示データの所在を示すデータを取得するモデルデータ取得部を有し、表示データ生成部は、３次元ＣＡＤモデル表示ソフトがディスプレイに３次元モデルと差分のコンター図とを重ねて３次元表示できるように、出来形表示データにモデルデータ取得部が取得した３次元モデルに関するデータを付加する。

この出来形の可視化システムにおいて、データ取得部は、データ入力表に入力される、設計値に対して許容される上限値または下限値のデータを取得し、表示データ生成部は、実測値が上限値または下限値を超えたか否かを明示するように、出来形表示データを生成する。

この出来形の可視化システムにおいて、表示データ生成部は、計測点によって規定される面に補間点を設定し、補間点に実測値または差分の補間による補間値を付与するデータ補間部を有し、設計値のデータ及び実測値のデータに加え、データ補間部が出力する補間点と補間値のデータを用いて、出来形表示データを生成する。

本発明の可視化データ生成プログラムは、汎用の表計算ソフトと組み合わせてコンピュータにインストールされて用いられ、３次元構造体の出来形を３次元ＣＡＤモデル表示ソフトによって表示させるためのデータを生成する出来形の可視化データ生成プログラムであって、ユーザの操作によって、表計算ソフトによるデータ入力表をコンピュータのディスプレイに表示させ、データ入力表に入力されたデータを基に、３次元構造体上に設定された計測点の座標値のデータ、計測点における設計値のデータ、及び計測点に対応する位置における出来形に関する実測値のデータを取得するデータ取得部と、データ取得部によって取得されたデータを基に、設計値と実測値の差分を求め、汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフトに引き渡すためのデータであって差分を３次元構造体の表面に対応する位置にコンター図として３次元表示させるための出来形表示データを、差分と計測点の座標値のデータとを用いて生成する表示データ生成部と、を備えることを特徴とする。

この出来形の可視化データ生成プログラムにおいて、データ取得部は、３次元構造体の３次元モデルを表示するためのモデル表示データまたはモデル表示データの所在を示すデータを取得するモデルデータ取得部を有し、表示データ生成部は、３次元ＣＡＤモデル表示ソフトが３次元モデルと差分のコンター図とを重ねて３次元表示できるように、出来形表示データにモデルデータ取得部が取得した３次元モデルに関するデータを付加する。

この出来形の可視化データ生成プログラムにおいて、データ取得部は、データ入力表に入力される、設計値に対して許容される上限値または下限値のデータを取得し、表示データ生成部は、実測値が上限値または下限値を超えたか否かを明示するように、出来形表示データを生成する。

この出来形の可視化データ生成プログラムにおいて、表示データ生成部は、計測点によって規定される面に補間点を設定し、補間点に実測値または差分の補間による補間値を付与するデータ補間部を有し、設計値のデータ及び実測値のデータに加え、データ補間部が出力する補間点と補間値のデータを用いて、出来形表示データを生成する。

この出来形の可視化データ生成プログラムにおいて、汎用の表計算ソフトが有する図形描画機能を用いてコンター図の斜視図をディスプレイに表示させるため、出来形表示データから斜視図のデータを生成するプレビューデータ生成部をさらに備える。

本発明の出来形の可視化システム及び出来形の可視化データ生成プログラムによれば、出来形の形状のずれ量を３次元構造体の表面にコンター図として３次元表示して可視化するので、出来形形状の良し悪しを直感的に把握可能とすることができる。

本発明の一実施形態に係る出来形の可視化システムの構成図。 （ａ）は同可視化システムによって表示された出来形の３次元コンター図、（ｂ）は同可視化システムに入力された出来形に関するデータを示す図。 図２（ｂ）の出来形に関するデータを従来のグラフ化による方法で表示した出来形管理図。 本発明の一実施形態に係る出来形の可視化データ生成プログラムの構成図。 同可視化システム及び同可視化データ生成プログラムによる出来形の可視化動作の概念図。 （ａ）は出来形の可視化の対象となる鈑桁橋梁の例を示す３次元モデルの図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視による鈑桁橋梁の斜視図、（ｃ）は同鈑桁橋梁の鈑桁の断面図。 （ａ）は図６の鈑桁橋梁の出来形に関するデータ例を示す図、（ｂ）は（ａ）の出来形のデータを従来のグラフ化による方法で表示した出来形管理図。 同可視化システム及び同可視化データ生成プログラムによる出来形の可視化動作の概念図。 一実施形態に係る出来形の可視化システムの動作のフローチャート。 （ａ）は同可視化データ生成プログラムの一実施形態に係るデータ補間と色属性付加とを行うデータ生成のフローチャート、（ｂ）は同可視化データ生成プログラムの一実施形態に係るデータ補間と等値線設定とを行うデータ生成のフローチャート。 （ａ）はデータ補間の説明図、（ｂ）は（ａ）のコンター図の基になったデータを示す図、（ｃ）はグレースケールの凡例を説明する図。 箱桁橋梁についての出来形の可視化の説明図。 （ａ）は同可視化システムによって表示された箱桁橋梁の出来形の３次元コンター図、（ｂ）は同可視化システムに入力された出来形に関するデータを示す図。 図１３（ｂ）の出来形に関するデータを従来のグラフ化による方法で表示した出来形管理図。 一実施形態に係る出来形の可視化データ生成プログラムによって動作する表計算ソフトにより表示される表計算シートのシート名表示部分の図。 （ａ）は同表計算ソフトの座標値シートの図、（ｂ）〜（ｄ）は同座標値シートの各部の拡大図。 同座標値シートに入力されたデータの全体を表示した座標値シートの図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は同表計算ソフトの出来形シートとその各部の図。 同表計算ソフトの設定シートの図。 同設定シートにおける出力コントロール等に関する入力欄の図。 同設定シートにおけるコンター図条件とプレビューに関する入力欄の図。 グレースケールの説明図。 同設定シートにおける動作制御ボタンの図。 同設定シートにおける動作結果表示欄の図。 （ａ）は同表計算ソフトの予備計算シートと計算結果シートの図、（ｂ）は同シートのシート名を示す図。 同表計算ソフトのプレビューシートの図。 同可視化データ生成プログラムによって生成されたデータに基づいて出来形の３次元コンター図を表示する画面の一例を示す図。 （ａ）（ｂ）は図２７の３次元コンター図の諸元を示す図。

以下、本発明の一実施形態に係る出来形の可視化システム及び出来形の可視化データ生成プログラムについて、図面を参照して説明する。図１に示すように、本発明の可視化システム１は、各種の周辺機器を有しソフトウエア（以下、ソフトと記す）がインストールされた汎用のコンピュータ１０と、ディスプレイ１１と、指示手段１２と、メモリ１３とを備えたコンピュータシステムであって、３次元構造体の出来形の可視化データを生成し、出来形をディスプレイ１１に３次元表示するシステムである。可視化システム１は、例えば、橋梁などの３次元構造体の出来形の３次元表示に適用される。

ディスプレイ１１は、コンピュータ１０からの指示により画像を表示する。指示手段１２は、コンピュータ１０に指示するためユーザにより操作される機器及びソフトであり、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、マウスパッドなどである。メモリ１３には、コンピュータ１０が使用するデータやコンピュータ１０にインストールされて実行されるソフトが記憶されている。メモリ１３には、汎用のＯＳソフト（例えばＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標））やドライバソフトなどの他に、汎用の表計算ソフト１３ａと、汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂと、可視化データ生成プログラム２とが記憶されている。

表計算ソフト１３ａは、例えばＥｘｃｅｌ（登録商標）を用いることができる。３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂは、例えば３次元ＣＡＤモデルを表示して視点操作をすることができる３次元ＣＡＤビュアーを用いることができ、また、作図や印刷機能を備えた３次元ＣＡＤ（例えばＡｕｔｏＣＡＤ（登録商標）、Ｃｉｖｉｌ ３Ｄ（登録商標）等）を用いることができる。可視化データ生成プログラム２は、ＶＢＡ（Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ｆｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）言語で記述されたプログラムであり、表計算ソフト１３ａに組み込まれて、表計算ソフト１３ａの動作によって実行されるプログラムである。可視化データ生成プログラム２は、表計算ソフト１３ａが処理する１つのファイルとして、所定のファイル名でメモリ１３に格納されている。

可視化データ生成プログラム２は、データ取得部２１と、表示データ生成部２２と、を備えている。データ取得部２１は、ユーザによる指示手段１２の操作によって、表計算ソフト１３ａによるデータ入力表をディスプレイ１１に表示させ、データ入力表に入力されたデータを基に、３次元構造体上に設定された計測点の座標値ｄ１のデータ、計測点における設計値ｄ２のデータ、及び計測点に対応する位置における出来形に関する実測値ｄ３のデータを取得する。表示データ生成部２２は、データ取得部２１によって取得されたデータＤ１を基に、設計値ｄ２と実測値ｄ３の差分を求め、座標値ｄ１のデータを用いて３次元構造体の表面に対応する位置に差分をコンター図として表示するための出来形表示データＤ２を生成する。

＜用語の説明＞
出来形は、例えば、橋梁などの建築物、堤防や道路などの建設地形などの３次元構造体において、その構造体の設計形状に対し、その構造体を得るための工事施工の途中段階や完了時の構造体の形状を表現する用語として用いられる。出来形管理は、出来形が許容範囲の寸法でできているか、契約図書等に基づいて作られているかなどを検査し、工事施工の管理や評価を行うものであり、出来形の形状の把握は、出来形管理に含まれる重要な作業である。

コンター図は、面分布した注目量の値が同じであるような点を結んだ線である等値線を注目量の一定値ごとに描いた図である。可視化システム１において、コンター図に表示される注目量の値は出来形に関する測定値であり、例えば、橋梁の橋桁における、たわみ、反り、ウエブ高などの測定値であり、一般に、面分布した測定値の分布を表示できる。コンター図は、測定値の変化を見やすくするために、各等値線の間の帯ごとに段階的に変化する色彩や濃淡を施すグレースケール表示（カラースケール表示を含む概念とする）などが行われる。

サーフェスモデルは、３次元コンピュータグラフィックスにおいて、表面を有する３次元構造体の外観を表示するモデルであり、表面のみによってすなわち内部が空洞の面の集合によって３次元構造を表示する。可視化システム１は、出来形を可視化するために、出来形をサーフェスモデルによって表現し、そのサーフェスモデルの表面にコンター図を表示して出来形の可視化を実現する。

＜動作概念＞
図２（ａ）（ｂ）は、可視化システム１の動作の一例を示し、３次元表示された出来形のコンター図３０と可視化システム１に入力され取得されたデータＤ１を示す。本例の３次元構造体は、両端を橋台に支持されたウエブ高Ｈを有する２つの鈑桁Ｇ１，Ｇ２であり、出来形に関する注目量は反り量である。各鈑桁Ｇ１，Ｇ２の上部と下部には、その長手方向（図中のｘ方向）に沿って、部材と部材との交点や節点である格点の位置に、点Ｐ１〜Ｐ２２が設定されている。各鈑桁Ｇ１，Ｇ２の各々の上部の点Ｐ１〜Ｐ２２は上下方向（図中のｚ方向）の反り量を計測する計測点である。

可視化システム１には、ｘ，ｙ，ｚ軸における各計測点の３次元空間位置を規定する座標値ｄ１、各計測点における設計値ｄ２、実測値ｄ３、及び管理値ｄ４が入力される。ここで、上下方向の反り量の設計値ｄ２は０、すなわち反りなしである。実測値ｄ３は、上下方向の反り量をあらわす値、すなわち各計測点に対応する出来形上の点の上下方向の座標値である。管理値ｄ４は、設計値ｄ２からの実測値ｄ３の変動量の許容される上限値と下限値である。本例では、ウエブ高Ｈの値を可視化システム１に入力することにより、各鈑桁Ｇ１，Ｇ２の各々の下部の点Ｐ１〜Ｐ２２についての座標値ｄ１が自動で計算される。また、各々の下部の点Ｐ１〜Ｐ２２についての設計値ｄ２、実測値ｄ３、及び管理値ｄ４は、各々の上部の点Ｐ１〜Ｐ２２についての値がそのまま用いられる。

可視化データ生成プログラム２は、データ取得部２１によってデータＤ１を取得し、表示データ生成部２２は、データＤ１を基に、設計値ｄ２と実測値ｄ３の差分を求め、座標値ｄ１のデータを用いて３次元構造体の表面に対応する位置に差分をコンター図として表示するための出来形表示データＤ２を生成する。本例の場合、設計値ｄ２と実測値ｄ３の差分は、実測値ｄ３そのものである。コンター図の色彩や濃淡の階調の変化は、管理値ｄ４として入力された上限値と下限値の間を適宜個数に分割して決定される。出来形表示データＤ２は、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂが３次元サーフェスモデルによって３コンター図を画面に表示することができる態様で生成され出力される。

各鈑桁Ｇ１，Ｇ２において、鋼製の鈑桁が一般に平面板材からなることにより、上下の点Ｐ１〜Ｐ２２は平面または平面の集合を形成する。そこで、その平面上に、反り量の実測値がコンター図３０として表示される。本例の場合、コンター図３０は、上下の実測値ｄ３が同じ値とされているので、各鈑桁Ｇ１，Ｇ２の長手方向に濃淡が変化する縦縞状の模様となる。コンター図３０は、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂによってディスプレイ１１の画面３に、濃淡スケール等の凡例３０ａとともに表示される。ユーザは、指示手段１２を操作することにより、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂによる表示視点を変化させて、コンター図３０を様々な方向から、鈑桁Ｇ１，Ｇ２の形状を認識しつつ、出来形の形状を検査することができる。なお、図３は、従来の出来形管理における出来形の表示例を示す。この従来表示方法では、出来形の３次元形状を想起することが難しく出来形の直感的な把握が難しい。

本実施形態の出来形の可視化システム１及び出来形の可視化データ生成プログラム２によれば、出来形の形状のずれ量を３次元構造体の表面にコンター図として３次元表示して可視化するので、出来形形状の良し悪しを直感的に把握することができる。また、汎用の表計算ソフト１３ａと汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂを用いることができるので、３次元構造体の出来形を安価に可視化することができる。また、本実施形態の可視化システム１及び可視化データ生成プログラム２を用いる出来形の可視化は、計測点の座標値のデータ、及び計測点における設計値と実測値のデータがあれば、出来形を３次元可視化することができる。従って、従来の出来形について行われている計測方法を変更する必要はない。また、計測方法や計測機器に制約はなく、テープ計測、カメラ計測、トータルステーションによる計測などの計測方法を用いることができる。

＜可視化データ生成プログラム＞
次に、図１、図４を参照して、他の実施形態に係る出来形の可視化データ生成プログラム２を説明する。この可視化データ生成プログラム２は、図１に示した可視化システム１において、汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂがインストールされていない場合に実行することができるものである。可視化データ生成プログラム２は、汎用の表計算ソフト１３ａと組み合わせてコンピュータ１０にインストールされて用いられ、３次元構造体の出来形を３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂによって表示させるためのデータＤ２を生成するプログラムである。可視化データ生成プログラム２は、データ取得部２１と、表示データ生成部２２とを備えている。

データ取得部２１は、ユーザの操作によって、表計算ソフト１３ａによるデータ入力表をコンピュータ１０のディスプレイ１１に表示させ、データ入力表に入力されたデータＤ１を基に、３次元構造体上に設定された計測点の座標値ｄ１のデータ、計測点における設計値ｄ２のデータ、及び計測点に対応する位置における出来形に関する実測値ｄ３のデータを取得する。また、データ取得部２１は、３次元構造体の３次元モデルを表示するためのモデル表示データＤ３（図５参照）またはモデル表示データＤ３の所在を示すデータを取得するモデルデータ取得部２１ａを有している。

表示データ生成部２２は、データ取得部２１によって取得されたデータＤ１を基に、設計値ｄ２と実測値ｄ３の差分を求め、汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂに引き渡すためのデータであって差分を３次元構造体の表面に対応する位置にコンター図として３次元表示させるための出来形表示データＤ２を、差分と計測点の座標値ｄ１のデータとを用いて生成する。また、表示データ生成部２２は、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂが３次元モデルと差分のコンター図とを重ねて３次元表示できるように、出来形表示データＤ２にモデルデータ取得部が取得した３次元モデルに関するデータ（モデル表示データＤ３またはその所在を示すデータ）を付加する。

また、表示データ生成部２２は、データ補間部２２ａと、色属性付加部２２ｂと、等値線付加部２２ｃとを有している。データ補間部２２ａは、計測点によって規定される面に補間点を設定し、補間点に実測値または差分の補間による補間値を付与する。表示データ生成部２２は、設計値ｄ２のデータ及び実測値ｄ３のデータに加え、データ補間部２２ａが出力する補間点と補間値のデータを用いて、出来形表示データＤ２を生成する（図１１等を参照）。

また、色属性付加部２２ｂは、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂが差分の大きさに応じてコンター図３０を色分け表示するように、出来形表示データＤ２に色属性データを付加する。等値線付加部２２ｃは、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂが差分の大きさに応じてコンター図３０を等値線表示するように、出来形表示データＤ２に等値線データを付加する（図１１等を参照）。

また、可視化データ生成プログラム２は、汎用の表計算ソフト１３ａが有する図形描画機能を用いてコンター図３０の斜視図をディスプレイ１１に表示させるため、出来形表示データＤ２から斜視図のデータを生成するプレビューデータ生成部２３をさらに備えている（図２６等を参照）。

＜実施例１＞
図５は、モデルデータ取得部２１ａを有する可視化データ生成プログラム２によって生成された出来形表示データＤ２を用いた出来形表示の例を示す。本例における３次元構造体及び出来形は、図２に示した３次元構造体及び出来形と同じものである。可視化データ生成プログラム２は、データ取得部２１によって、入力されたデータＤ１を取得し、表示データ生成部２２によって、データＤ１に基づいて出来形表示データＤ２を生成する。また、可視化データ生成プログラム２は、データ取得部２１のモデルデータ取得部２１ａによってモデル表示データＤ３を取得し、表示データ生成部２２によって、出来形表示データＤ２にモデル表示データＤ３を付加する。

３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂは、モデル表示データＤ３を付加された出来形表示データＤ２を受け取ると、ディスプレイの画面３に、出来形のコンター図３０と３次元モデル３１とを表示する。コンター図３０は、３次元モデル３１の各面上に、透過状態または非透過状態で重ねて表示される。また、ユーザは、ＣＡＤデータのレイヤ構造に基づいて、３次元モデル３１のみ、またはコンター図３０のみを表示させることもできる。３次元モデルをＣＡＤの機能で透過表示させ、その上にコンター図を重ね合わせることにより、３次元モデルの全体ととコンター図とを同時にとらえることが可能となる。

＜実施例２＞
図６、図７、図８は実施例２を示す。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、本実施例の３次元構造体３２は、橋梁における鋼製Ｉ型の５つの鈑桁Ｇ１〜Ｇ５であり、ウエブ高Ｈを有して互いに並列され、両端の橋台と２つの橋脚とによって支持されている。出来形の計測点は、鈑桁Ｇ１〜Ｇ５の長手方向（図中ｘ方向）に沿って、鈑桁Ｇ１〜Ｇ５の上部Ｇ１Ｕ〜Ｇ５Ｕと下部Ｇ１Ｌ〜Ｇ５Ｌのそれぞれにおける名称Ｓ１，ＳＷ１，・・，Ｓ２を付した２９の格点に設定されている。

図７（ａ）に示すように、出来形に関するデータは、ｄ０欄に示す名称で識別される格点について、ｄ２欄の設計値，ｄ４欄の管理値（許容値上限と許容値下限）、及びｄ３欄の実測値である。ここで、出来形の評価項目は、計測点に対応する出来形上の点の位置の上下方向の変化量であり、計測点の位置の設計値ｄ２を０に設定して、実測値ｄ３がそのまま出来形の各計測点における評価値とされている。この出来形に関するデータは、図７（ｂ）に示すように、従来の出来形管理図にグラフ表示される。この従来の出来形管理図には、計測点の座標の情報が含まれていないので、出来形の３次元形状を想起することが難しく出来形の直感的な把握が難しい。

図８に示すように、可視化システム１に図４の可視化データ生成プログラム２を用いることにより、計測点と出来形に関するデータＤ１から生成した出来形表示データＤ２に基づいてコンター図３０によって出来形を可視化することができる。さらに、モデルデータ取得部２１ａによって取得した３次元モデル３１のデータＤ３を用いて３次元モデル３１を表示し、出来形のコンター図３０を３次元モデル３１に重ねて画面３に表示することができる。

＜出来形の可視化表示方法＞
図９は、一実施形態に係る出来形の可視化表示方法の手順を示す。この可視化表示方法は、例えば、図１に示した可視化システム１を用いて出来形表示データＤ２を生成し、出来形を３次元可視化して表示する方法である。汎用の表計算ソフト１３ａを起動し（＃１）、可視化データ生成プログラム２を起動する（＃２）。これらは、ほぼ同時に起動するようにすることもできる。これは、可視化データ生成プログラム２と表計算ソフト１３ａに密接な関係があることによる。

可視化データ生成プログラム２が起動されると、データ入力表がディスプレイ１１に表示される（＃３）。データ入力表は、表計算ソフト１３ａの機能に基づいて提供される適宜選択可能な複数の表形式のシート（表計算シート）に加工を加えたものである。データ入力表の構成情報は、可視化データ生成プログラム２によって保存されている。まずデフォルトとして、計測点の座標値ｄ１を入力するための座標値シート４（図１５参照）が表示される。ユーザが計測点の座標値ｄ１を入力することにより、データ取得部２１が座標値ｄ１のデータを読み込んで取得する（＃４）。

次に、ユーザが指示手段１２を操作して、所定の手順に従って他のデータ入力表を選択することにより、設計値ｄ２と出来形の実測値ｄ３とを入力するための出来形シート５（図１７参照）が表示される。ユーザが設計値ｄ２と実測値ｄ３を入力することにより、データ取得部２１がこれらのデータを読み込んで取得する（＃５）。

同様に、ユーザがさらに他のデータ入力表である設定シート６（図１８参照）を選択する。設定シート６は、出来形をどのような色彩や濃淡のコンター図として表示するかについて、すなわち出力コントロールについて設定するためのデータ入力用シートである。データ取得部２１は、出力コントロールについての設定を読み込んで取得する（＃６）。上記の各ステップ＃４，＃５，＃６における各シートへのデータ入力は、任意にシートを選択して任意の順に行うことができる。

ユーザが、データ入力表への入力が完了したと判断して、設定シート６に備えられている操作ボタンを、指示手段１２の例えばマウスポインタによって押下することにより、表示データ生成部２２が出来形表示データＤ２を生成し、適宜のファイル名を付けてメモリ１３に保存する（＃７）。

ユーザは、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂを起動し（＃８）、メモリ１３に保存された出来形表示データＤ２を３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂに読み込ませることにより、出来形のコンター図をディスプレイ１１の画面に表示させる（＃９）。ユーザは、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂを操作することにより、出来形のコンター図を３次元空間の任意の方向や位置から観察し検査することができる。

＜実測値補間とコンター図＞
図１０、図１１は、出来形表示データＤ２を生成する工程（＃７）の実施形態を示す。図１０（ａ）に示す工程（＃７）は、補間点設定工程（＃７１）と、実測値補間工程（＃７２）と、ＲＧＢ値設定工程（＃７３）と、データ出力工程（＃７４）とを備えている。補間点設定工程（＃７１）と実測値補間工程（＃７２）は、データ補間部２２ａによって実行され、ＲＧＢ値設定工程（＃７３）は、色属性付加部２２ｂによって実行される。データ出力工程（＃７４）は、表示データ生成部２２によって実行される。

補間点設定工程（＃７１）では、計測点によって規定される面に補間点を設定する。ここで、３点または４点が内部に他の点を含むことなく形成する平面多角形をパネルと称することとする。説明の簡単のために、４つの計測点がパネルを形成し、出来形上の全ての計測点が何れかのパネルに属するものとする。計測点は、いずれも、１つ以上４つ以下のパネルに属することになる。補間点は、所定の大きさより大きなパネルを複数の小パネルに分割するため、パネルの辺と内部すなわち計測点によって規定される面に設定される。なお、４点が同一平面にないときは、４点による２つの三角形に分解して処理すればよい。

図１１（ａ）に示すコンター図において、計測点Ｐ１〜Ｐ２４が碁盤目状に設定されている。計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ７，Ｐ８は、直交四角形のパネルＰＮを形成しており、計測点Ｐ１，Ｐ２間を１３分割し、計測点Ｐ７，Ｐ８間を１６分割して、各分割点と交点に補間点ｐｉが設定されている。これにより、大きなパネルＰＮは、１３×１６＝２０８個の小さなパネルｐｎに分割されている。

補間点の設定方法を台形等を含む一般的な平面四角形について表現すると、例えば、次のようになる。パネルＰＮを成す平面四角形の一対の対向２辺を各々同数に分割して分割点に補間点ｐｉを設定し、他の一対の対向２辺についても補間点ｐｉを設定し、互いに対向する辺上の互いに対応する補間点間を直線で結び、結ばれた直線間の交点にパネルＰＮ内の補間点ｐｉを設定する。いずれか一対の対向２辺に補間点ｐｉが設定されない場合、パネルＰＮの内部に補間点は発生しない。

実測値補間工程（＃７２）では、補間点において実測値または差分を補間して補間点に補間値を付与する。実測値から設計値を差し引いた値が差分であり、設計値が０に設定されている場合は、実測値と差分は同じであり、また、データ取得部２１によって取得される実測値が予め設計値を引いた値として入力される場合も同様に実測値と差分は同じである。補間点ｐｉにおける補間値は、例えば、各計測点の実測値または差分に計測点から補間点ｐｉまでの距離に応じて設定した重みを付けて平均した重み付け平均値によって求められる。平均値に実測値または差分を算入する計測点の範囲は、例えば、パネルＰＮ内部の補間点ｐｉについてはそのパネルＰＮを形成する全ての計測点とし、パネルＰＮの辺上の補間点ｐｉについてはその辺の両端の計測点とすればよい。重みは、距離の逆数や距離の逆数の二乗などが用いられる。

ＲＧＢ値設定工程（＃７３）では、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂが差分の大きさに応じてコンター図３０を色分け表示するように、表示データ生成部２２の色属性付加部２２ｂが出来形表示データＤ２に色属性データを付加する。３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂは、階層的な所定のレイヤ構造を有するデータを処理して、３次元ＣＡＤモデルを表示する。レイヤ構造は、任意に付与される属性（例えばサーフェスの色属性）毎に区分された個々のデータ集合によって形成される構造である。従って、パネルｐｎまたはＰＮ毎に色属性データを付加することにより、コンター図が色分け表示される。

色属性データの付加は、例えば、他の計測点や補間点を内部に含んでいないパネルｐｎ，ＰＮの各々に、それぞれＲＧＢ値の組を１つずつ設定するように行われる。色属性データは、例えば、ＲＧＢディジタル表示におけるＲＧＢ値の組である。ＲＧＢ値の各々は０〜２５５の値であり、例えば（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）は赤色、（０，２５５，０）は緑色、（０，０，０）は白色となる。各パネルのＲＧＢの値は、パネルを形成する計測点の実測値や補間点の補間値に基づいて、所定の方式により決定される。

ＲＧＢ値は、図１１（ｃ）の凡例３０ａ（グレースケール）に示すように、設計値に対する出来形の実測値の差分が、差分の管理値すなわち差分の許容値上限である上限値と許容値下限である下限値との間にあるか否かが明確になるように設定される。例えば、上限値と下限値の中央に設計値がある場合、上限値と下限値の間の数値幅Ｗを、一定数値幅で２１分割し、各分割帯に色属性を付与する。例えば、上限値を超えて上がった差分に青色、下限値を超えて下がった差分に赤色が設定され、中央の設計値に黄色が設定される。上限値と下限値の間の各分割帯の色属性は、例えば、次のように設定される。ＲＧＢ空間において、青色点から黄色点を経て赤色点に至る経路を２１の分割経路に分割する。この場合、黄色点が中央すなわち１１番目の分割経路に含まれるようにする。他の各分割経路の中央点のＲＧＢ値が各分割帯の色属性データとされる。

データ出力工程（＃７４）では、各パネルを規定する座標値とＲＧＢ値のデータが、表示データ生成部２２によって出来形表示データＤ２として出力される。この出来形表示データＤ２は、設計値ｄ２のデータ及び実測値ｄ３のデータに加え、データ補間部２２ａが出力する補間点と補間値のデータを用いて生成されたデータである。

次に、補間点を設定することの効果を説明する。計測点は、例えば、３次元構造体が橋梁である場合、橋梁を構成する部材と部材との交点や節点である格点の位置に設定される。格点は、通常、ＣＡＤ図面において座標値が付与された点であり、出来形における視認性も良く計測点としての利便性も良いことから、計測点として重用される。計測点は、格点に限らず出来形上の任意の位置に設定することができるが、計測点の数は、計測時間の短縮などの要請により、抑制される。

また、格点が平面四角形のパネルを形成する場合、そのパネルを要素としてＣＡＤ図面が描かれ、パネル毎に３次元ＣＡＤにおけるサーフェスが定義され、各パネル単位でＣＡＤのレイヤ構造が割り当てられてカラー表示される。また、通常のＣＡＤ図面において、構造上の意味を有していない測標点をパネル内に記述することはなされない。そして、標本のサンプリング間隔が広い場合に、より直感的にデータ変化を把握し易いように、データ補間を行うことは周知である。図１１（ａ）において、補間点を設定することなく計測点Ｐ１〜Ｐ２４のみを用いて表示するコンター図を想定すると、補間点設定の効果が理解される。

次に、図１１（ｂ）に示す他の実施形態に係る工程（＃７）を説明する。この実施形態において、補間点設定工程（＃７１）と実測値補間工程（＃７２）は図１１（ａ）の実施形態と同じであり、等値線設定工程（＃７５）と、データ出力工程（＃７６）とが図１１（ａ）の実施形態と異なる。等値線設定工程（＃７５）は、等値線付加部２２ｃによって実行され、データ出力工程（＃７６）は、表示データ生成部２２によって実行される。

等値線設定工程（＃７５）では、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂが差分の大きさに応じてコンター図３０に等値線を表示するように、表示データ生成部２２の等値線付加部２２ｃが出来形表示データＤ２に等値線データを付加する。等値線は、例えば、パネルｐｎの４辺上に存在する２点であって所定の同じ値を有する２点（等値点）を両端とする線分として設定される。等値線付加部２２ｃは、各パネルｐｎについて等値点の有無を検査し、等値点が検出されれば等値線を設定し、等値線のデータを等値線データとして各パネルに付加する。等値線は、通常、差分の上限値と下限値、及び設計値についても設定される。

データ出力工程（＃７６）では、各パネルを規定する座標値と等値線データが、表示データ生成部２２によって出来形表示データＤ２として出力される。この出来形表示データＤ２は、設計値ｄ２のデータ及び実測値ｄ３のデータに加え、データ補間部２２ａが出力する補間点と補間値のデータを用いて生成されたデータである。

等値線設定工程（＃７５）と上述のＲＧＢ値設定工程（＃７３）とは、互いに前後して実行することができ、表示データ生成部２２は、各パネルを規定する座標値、ＲＧＢ値のデータ、及び等値線データを含めたデータを出来形表示データＤ２として生成することができる。図１１（ａ）は、ＲＧＢ値によって差分を色分けして表示したコンター図に、差分を等値線データで表示した等値図を重ねて表示して、可視化をより高めた図とされている。

＜実施例３＞
図１２は、２本の並列する箱桁Ｇｂｘについて、出来形のコンター表示による可視化の実施例を示す。この実施例３は、図４の可視化データ生成プログラム２を用いるものである。箱桁Ｇｂｘの格点における計測点Ｐ１〜Ｐ８に注目すると、計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ６，Ｐ５によって規定される平面Ｓ１の如く、計測点Ｐ１〜Ｐ８が４つの平面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を規定し、これらの平面Ｓ１〜Ｓ４すなわちパネルが箱桁Ｇｂｘの外周面を形成している。箱桁Ｇｂｘの出来形の計測点によって規定される各パネルについて、上述のデータ補間部２２ａ等を実行することにより、計測点の分布よりも精細に生成された出来形のコンター図３０を各箱桁Ｇｂｘの表面に表示することができる。

この実施例３に示すように、計測点における実測値に基づいて、出来形のコンター図を表示して出来形を可視化する方法は、空間に分散している点である計測点における実測値を面に置き換えて可視化するものである。点から面への置き換えに際し、補間点の設定と補間点への補間値の付与を行うことにより、計測していない範囲の出来形を推定することができる。

＜実施例４＞
図１３、図１４は、他の実施例４を示す。図１３（ａ）には、１本の箱桁の出来形が、箱桁橋梁の３次元ＣＡＤモデル３１に重ねて、コンター表示して可視化されている。計測点は、箱桁の長手方向に沿う左右２本の計測点列Ｇ１Ｌ，Ｇ１Ｒ上に、点Ｓ１，Ｄ１，・・，Ｄ２０の如く設定されている。また、箱桁の下面稜線の位置には、箱桁橋梁の設計図に基づいて、計測点列Ｇ１Ｌ，Ｇ１Ｒ上の各点Ｓ１〜Ｄ２０を各々所定量ずつ下方（図中−ｚ方向）に移動させた位置に、仮想の計測点が設定されている。仮想の計測点には、対応する各点Ｓ１〜Ｄ２０における実測値が割り当てられている。出来形のコンター図３０は、出来形の計測点および仮想の計測点によって規定される各パネルについて、上述の補間点設定工程（＃７１）等を実行することにより、箱桁の表面に表示されている。

図１３（ｂ）には、設計値ｄ２のデータ、実測値ｄ３のデータ、及び管理値ｄ４である上限値と下限値のデータが、各計測点について記されている。本例では、設計値は全て０であり、実測値の設計値に対する差分は、実測値そのものとなっている。図１３（ａ）のコンター図は、この設計値ｄ２、実測値ｄ３、及び管理値ｄ４のデータに、計測点及び仮想の計測点の座標値のデータを加えたデータに基づいて、３次元表示されている。３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂによって表示されたコンター図３０は、３次元ＣＡＤモデル３１とともに、任意の視点方向から観察できる。図１４に示すグラフ表示による従来の出来形管理図では、出来形の直感的な把握が難しい。

＜実施例５：可視化データ生成プログラムの動作画面＞
図１５乃至図２６は、可視化データ生成プログラム２の動作画面を示す。これらの動作画面は、可視化データ生成プログラム２によって動作する表計算ソフト１３ａによって表示される表計算シートの画面である。本実施例５は、可視化データ生成プログラム２が、鈑桁や箱桁を構成要素とする橋梁を処理対象の３次元構造体とし、橋梁の出来形を可視化するためのデータを生成する場合の実施例である。

図１５に示すように、表計算シートには、ユーザがデータ入力表として用いる３種類の入力シート、及びユーザが関与することなく可視化データ生成プログラム２が用いる作業シートなどがある。入力シートは、座標値のタブ４０ａ、出来形のタブ５０ａ、設定のタブ６０ａで示されるシートであり、作業シートは、予備計算１のタブ７０ａ，予備計算２のタブ７０ｂ、計算結果のタブ７０ｃで示されるシートである。これらの表計算シートは、表計算ソフト１３ａのカスタマイズ機能を用いて、汎用の表計算シートを、使用目的ごとにカスタマイズして専用表計算シートとしたものである。データ入力表として用いる３種類の入力シートについての動作は、主としてデータ取得部２１によって実行され、作業シートについての動作は、主として表示データ生成部２２によって実行される。以下、各表計算シートを説明する。

＜座標値シート＞
図１６（ａ）〜（ｄ）、図１７は、計測点の座標値等のデータ入力表である座標値シート４を示す。座標値シート４は、「計測点の座標値の入力シート」と記載された表題部４０と、橋梁の形式記入欄４１と、形式凡例図４２と、データ記入欄４３とを有している。本実施例のプログラムは、形式凡例図４２に示されるように、３種類の桁の形式（形式：鈑桁４２ａ、形式：箱桁４２ｂ、及び形式：平板４２ｃ）の橋梁に適用される。

橋梁の形式記入欄４１は、入力手順を示す凡例部４１ａと入力用セルを有する記入部４１ｂとを有している。記入部４１ｂには、ユーザによって、桁本数について２と記入され（５本まで指定できる）、桁種類が２本とも箱桁とされ、桁名称１としてＧ１Ｌ，Ｇ２Ｌが記入され、桁名称２としてＧ１Ｒ，Ｇ２Ｒが記入されている。

データ記入欄４３には、格点名称欄４ａ（表計算シートのＡ欄）が設定されており、ユーザによって、各セルの下方向に向けて格点名称がＣ６，Ｃ７，・・と記入されている。また、計測点のｘｙｚ座標値を記入する欄が、セルの右方向に向けて、欄４ｂ（同Ｂ，Ｃ，Ｄ欄）、欄４ｃ（同Ｆ，Ｇ，Ｈ欄）、欄４ｄ（同Ｊ，Ｋ，Ｌ欄）、欄４ｅ（同Ｎ，Ｏ，Ｐ欄）と設定されている。箱桁の断面における４つの頂点に位置する４つの計測点（形式：箱桁４２ｂにおける、１上側、２下側、３上側、４下側）のｘｙｚ座標値が、ユーザによって４つの欄４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅに記入されている。また、２本目の箱桁については、さらに右方の４つの欄４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉに記入されている（図１７参照）。

＜出来形シート＞
図１８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、出来形に関するデータ入力表である出来形シート５を示す。出来形シート５は、「計測点の設計値、出来形、許容値を入力」と記載された表題部５０と、記入例を示す凡例図５１と、データ記入欄５２とを有している。凡例図５１には、出来形について可視化表示したい注目量（評価量）として、「ウエブ高」と「そり量」の記入数値例が示されている。ウエブ高の例１は、設計値、実測値、許容値上限、許容値下限を絶対寸法で記入する例を示し、ウエブ高の例２は、これらの数値を設計値を基準にした相対寸法で記入する例を示している。例２の場合、実測値が設計値と実測値の差分になる。

データ記入欄５２には、格点名称欄５ａ（表計算シートのＡ欄）が設定されている。この格点名称欄５ａには、座標値シート４における格点名称欄４ａの記載内容が自動的に複写されている。また、設計値、実測値、許容値上限、許容値下限の各値を記入する欄が、セルの右方向に向けて、欄５ｂ（同Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ欄）、欄５ｃ（同Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ欄）、欄５ｄ（同Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ欄）、欄５ｅ（同Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｑ欄）に設定されている。これらの４つの記入欄５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅは、箱桁の断面における４つの計測点に対応している。また、２本目の箱桁の欄５ｆ，５ｇ，・・についても同様である。

本実施例における出来形データの記入は、凡例図５１の例２に沿っており、例えば、格点Ｃ６について欄５ｂでは、設計値＝０、実測値＝２、許容値上限＝１０、許容値下限＝−１０と記入されている。本例では、設計値、許容値上限、及び許容値下限の値は、全格点について同じ値とされている。また、本実施例では、下側の格点についての欄５ｃには、上側の格点についての欄５ｂのデータがユーザによって複写されており、同様に欄５ｅには欄５ｄのデータが複写されている。また、２本目の箱桁の欄５ｆ，５ｇ，・・への記入についても同様である。

＜設定シート＞
図１９乃至図２４は、出来形の表示の仕方などを設定するためのデータ入力表である設定シート６を示す。設定シート６は、出力コントロール設定部６１と、コンター図条件設定部６２と、操作部６３と、操作記録部６４とを有している。

出力コントロール設定部６１は、図２０に示すように、出力コントロール６１ａ、許容値コントロール６１ｂ、及び実行シート選択６１ｃの各項目について、それぞれ数値記入または項目選択の操作を行うためのセルが設定された欄６１ｄ（表計算シートのＥ欄）を有している。

出力コントロール６１ａには、出来形を３次元可視化表示し出来形の視覚効果を強化するための諸量として、モデル６ａ、計測点マーク６ｂ、格点名称６ｃ、凡例６ｄ、出力範囲６ｅ、及び出力条件６ｆに関する出力設定項目がある。モデル６ａの「メッシュサイズ」は、大きなパネルＰＮを小さなパネルｐｎにメッシュ分割する際に（図１１（ａ）参照）、パネルの一片の長さの上限を設定するためのものである。本例の欄６１ｄに記入されているメッシュサイズ５００の場合、例えば、パネルＰＮの一辺の長さを５００ｍｍで割って商を算出し、その商の小数点以下を切り上げた数によってパネルＰＮの一辺を分割することになる。

モデル６ａの「スムージング」は、例えば、直線上に並んだ計測点における実測値のデータ列のグラフに対し、３点の実測値を変数とした３次曲線公式によるフィッティングを行い、得られた曲線上に補間点を設定することで、よりなめらかな色変化にする操作である。欄６１ｄへの記入値が０なら補間せず、１なら補間する。「変形方法」は、出来形の３次元モデルをｘ、ｙ、ｚのいずれかの特定方向に変形するか否かを設定するための項目である。「変形スケール」は、「変形方法」で変形させる場合の変形倍率を設定するためのものである。「変形 将来ＯＰ」は、例えば、３次元構造体の３次元ＣＡＤモデルと、出来形とを重ねて３次元表示する場合に、いずれか一方を表示または非表示にするためのスイッチである。これらの「変形方法」、「変形スケール」、「変形 将来ＯＰ」は、出来形のモデルを変形、強調、拡大などして３次元表示することにより、視覚効果を高めるものである。

計測点マーク６ｂは、出来形の３次元表示の際に、３次元構造体の３次元ＣＡＤモデルに付随させて表示する計測点と、コンター図に付随させて表示する実測点とを色付き球体で表示する場合の、球体の直径と色とを設定する項目である。格点名称６ｃは、３次元表示される計測点に計測点の名称（格点名称）を表示するか否か、表示する際の文字サイズを設定するラベリングに関する項目である。

凡例６ｄは、実測値またはその差分をグレースケールによってコンター図として表示する際に、スケールを何段階に分割して表示するかについて、「分割数」を設定する項目である。欄６１ｄにおいて記入されているように分割数を１０とすると、設計値と許容上限値との間を１０．５等分し、設計値と許容下限値との間を同じく１０．５等分し、許容上限値と許容下限値との間を１１分割することになる。コンター図は、分割された各数値範囲毎にＲＧＢ値や色黒の濃淡値を色属性として段階的に付与されて表示される（図２１参照）。

出力範囲６ｅは、出来形のコンター図による可視化表示に際して、設計値と実測値の差分すなわち誤差が大きい部分を、出来形の注目部分として認識し易くしたり、強調したりするために、表示範囲を制限するために用いられる。欄６１ｄにおいて出力範囲が１に設定されるとコンター図が凡例６ｄで設定したグレースケールによって制限なく表示され、０．１〜０．９（単位％）の値に設定されるとその設定値より大きい誤差のコンター図部分のみ表示される。設定値以下の誤差部分は、例えば、設計値のＲＧＢ値と同じＲＧＢ値によって表示される。

出力条件６ｆの「コンター図ＲＧＢ」は、コンター図をＲＧＢによるカラースケール表示する際のＲＧＢの組合せを、上限値や下限値などの色の設定を登録した組合せ（Ｔｙｐｅ、図２１参照）の中から選択して設定するためのものである。欄６１ｄのセルに設定されたプルダウンによって選択設定することができる。

「プレビュー」は、本実施例の可視化データ生成プログラム２が有する表示機能であり、表計算ソフトの表計算シートに、出来形の３次元コンター図を指定した視点方向から見た斜視図として表示する機能である。出力条件６ｆにおいて、プレビュー機能についての設定がなされる。出力条件６ｆの「プレビュー」は、斜視図の視点方向を設定するものであり、等角投影（アイソメビュー）によって表示する４種の方向（北東、北西、南東、南西）、及び任意に設定したベクトル方向の５種類の中から、欄６１ｄのセルに設定されたプルダウンによって選択して設定することができる。具体的なベクトル方向は、図２１のコンター図条件設定部６２における、「プレビュー（オートシェイプ描画）」の「ベクトル指定」欄において、設定することができる。

「プレビュー制限」は、欄６１ｄに入力された入力値（本例では、１００００）以上のメッシュ数（パネル数）のときは、プレビュー表示をしない旨、表示機能を制限するものである。これにより、可視化データ生成プログラム２が動作するコンピュータの描画性能が低い場合に、コンピュータが描画作業に占有されないようにすることができる。

許容値コントロール６１ｂは、欄６１ｄに入力された「目標値係数」の値を許容値（上限許容値と下限許容値）に掛けることにより、厳しめに、または緩めに、出来形管理を行うために用いられる。例えば、厳しめに５０％管理を行うとき、入力値を０．５とする。

実行シート選択６１ｃは、座標値シート、及び出来形シートの増設、切り替え等の操作を行うためのものである。可視化データ生成プログラム２において、座標値シートと出来形シートは、それぞれ「座標値」または「出来形」の語句を冠した名称を有する複数のシートを設定することができる。また、出来形表示データＤ２は、複数の座標値シートと出来形シートの中から選択して指定した座標値シートと出来形シートを実行シートとして用いて生成され出力される。

座標値シート名選択６ｇと出来形シート名選択６ｈは、欄６１ｄのセルに設定されたプルダウンの中から、各シートを選択するために用いられる。また、シート名変更６ｉは、操作ボタンである。表計算シートを増設、削除、名称変更などの操作を行った場合、操作ボタンをマウスのポインタ等で押下することにより、シートに関する操作結果を、欄６１ｄのプルダウンに反映させることができる。

コンター図条件設定部６２は、図２１に示すように、コンター図条件６２ａと、プレビュー（オートシェイプ描画）６２ｂの設定項目を有している。後者のプレビュー（オートシェイプ描画）６２ｂは、一部上述したように、「ベクトル指定」欄にＸＹＺ値を記入してベクトル方向を指定し、そのベクトルによってプレビュー画像の視点方向を設定するものである。

コンター図条件６２ａでは、コンター図のカラースケール表示における４種類のＲＧＢ値の組の設定を、設定６ｖ，６ｗ，６ｘ，６ｙ（Ｔｙｐｅ−１からＴｙｐｅ−４）において行うことができる。各組において、ＲＧＢ値は、図２２の凡例３０ａに示すように、コンター図及び凡例３０ａにおける特徴的な４色と非表示の１色から成る５色についてが設定される。すなわち特徴的な４色は（ａ）許容値上限のＲＧＢ、（ｂ）設計値（規定）のＲＧＢ、（ｃ）許容値下限のＲＧＢ、（ｄ）上限オーバーのＲＧＢ、（ｅ）下限オーバーのＲＧＢであり、他の１色は非表示のＲＧＢである。

設定６ｖ（Ｔｙｐｅ−１）では、それぞれ、設計値が黄色、上限オーバーが青、下限オーバーが赤、非表示が白にＲＧＢ値が設定され、許容値上限は青みがかった色、許容値下限は赤みがかった色にＲＧＢ値が設定されている。許容値上限と設計値の間の色、及び設計値と許容値下限の間の色は、ＲＧＢ空間において許容値上限の点と設計値の点と許容値下限値の点とを結ぶ経路上のＲＧＢ値によって設定される。他の設定６ｗ，６ｘ，６ｙについても同様である。

ところで、本実施例の可視化データ生成プログラム２においては、データ取得部２１は、データ入力表（出来形シート５）に入力される設計値ｄ２に対して許容される上限値と下限値のデータを取得し、表示データ生成部２２は、実測値ｄ３が上限値または下限値を超えたか否かを明示するように、出来形表示データＤ２を生成する。実測値が設計値との差分で与えられるとき、上限値と下限値も設計値との差分で与えられる。本実施例の可視化データ生成プログラム２では、実測値ｄ３が上限値または下限値を超えたか否かを明示するために、コンター図条件６２ａにおいて、（ｄ）上限オーバーのＲＧＢと、（ｅ）下限オーバーのＲＧＢとを明示して設定する構成とされている。

可視化データ生成プログラム２は、各設定６ｖ，６ｗ，６ｘ，６ｙについてデフォルトの設定を有しており、ユーザは各設定を変更することもでき、また、デフォルトの設定に復帰させることもできる。ＲＧＢ色チェック６ｚは、操作ボタンであり、各設定６ｖ，６ｗ，６ｘ，６ｙにおけるＲＧＢ値を変更した際に、このボタンを押下することにより、欄Ｐにおける表示色を最新の状態に更新して、設定した色を確認することができる。

操作部６３は、図２３に示すように、予備計算１のボタンＢＴ１、予備計算２のボタンＢＴ２、予備計算３のボタンＢＴ３、ＡｕｔｏＣＡＤのボタンＢＴ４、ＤＸＦ出力のボタンＢＴ５、及びオートシェイプ描画のボタンＢＴ６を有している。これらのボタンを操作することにより、図２４に示すように、操作記録部６４に操作の履歴が記録され表示される。操作部６３と操作記録部６４の説明は、次の作業シート７の説明と合わせて行う。

＜作業シート＞
図２５（ａ）（ｂ）は、作業シート７を示す。作業シート７は、予備計算１のシート７１、予備計算２のシート７２、計算結果のシート７３を有し、それぞれ表計算シートのシート名タブ７０ａ，７０ｂ，７０ｃを押下することにより、記載内容を確認することができる。次に、上述の操作部６３、操作記録部６４とともに、作業シート７を説明する。

座標値シート４、出来形シート５、設定シート６における各データ入力や設定が完了した後に、予備計算１のボタンＢＴ１を押下すると、表示データ生成部２２による予備計算１の処理が行われる。予備計算１は、出来形表示の対象となる３次元構造体の全体の計測点から四角形のパネルＰＮを構成する４点をことごとく抽出し、パネルＰＮを形成する４点組として計測点をグループ化するために計測点データの並べ替えを行う計算処理である。予備計算１の処理が完了すると、処理履歴が操作記録部６４に記録され、処理結果が予備計算１のシート７１に書き出される。

予備計算１の完了後、予備計算２のボタンＢＴ２を押下すると、予備計算２の処理が行われる。予備計算２は、予備計算１の結果に基づいて、各パネルＰＮをより小さなパネルｐｎに分解する（メッシュ分解という）。メッシュ分解は、データ補間部２２ａによって行われ、計測点の補間と実測値（または差分）の補間が行われる。メッシュ分解が完了すると、色属性付加部２２ｂによって、各パネルＰＮまたはｐｎにＲＧＢ値が設定され色属性が付加される。予備計算２の処理が完了すると、処理履歴が操作記録部６４に記録され、処理結果が予備計算２のシート７２に書き出される。

予備計算２の完了後、予備計算３のボタンＢＴ３を押下すると、予備計算３の処理が行われる。予備計算３は、予備計算２の結果に３次元ＣＡＤ表示のための文字列や凡例のデータを付加する処理を行う。予備計算３の処理が完了すると、処理履歴が操作記録部６４に記録され、処理結果が計算結果のシート７３に書き出される。

予備計算３の完了後、ＡｕｔｏＣＡＤのボタンＢＴ４、ＤＸＦ出力のボタンＢＴ５、またはオートシェイプ描画のボタンＢＴ６のいずれか１つまたは複数のボタンを押下すると、所定の出力処理の後、出来形表示データＤ２が出力され、ユーザ指定のファイル名またはデフォルトのファイル名を付与されて保管される。所定の出力処理は、計算結果のシート７３に書き出されたデータを、ＡｕｔｏＣＡＤ用のデータ、ＤＸＦ形式のデータ、またはプレビュー用のデータに変換する処理であり、出来形表示データＤ２を各出力先に応じた所定のフォーマットに組み替える処理である。

＜プレビューシート＞
図２６は、プレビューシート８を示す。オートシェイプ描画のボタンＢＴ６を押下すると、表計算ソフト１３ａにおける新たな表計算シートがプレビューシート８として設定され、プレビューシート８にコンター図３０が表示される。このコンター図３０は、３次元画像ではなく、設定シートにおける出力条件６ｆの「プレビュー」（図２０参照）で指定した視点方向から見た斜視図である。

プレビューで表示される斜視図のデータは、表計算ソフト１３ａが有する図形描画機能を用いて出来形表示データＤ２から、プレビューデータ生成部２３によって生成される。表計算ソフト１３ａの図形描画機能は、例えば、表計算ソフトＥｘｃｅｌ（登録商標）を用いる場合、オートシェイプによる描画機能を用いることができる。オートシェイプは、節点で規定される閉曲面を定義でき、その閉曲面に、閉曲面を任意の色で塗りつぶすための色属性を付与することができる。オートシェイプ描画のボタンＢＴ６を押下することにより、プレビューデータ生成部２３が動作し、指定された視点方向から見えるパネルをオートシェイプに変換してプレビュー用のデータが生成される。

＜実施例６＞
図２７、図２８は、実施例６を示す。本実施例６で示すコンター図３０は、実施例５で説明した各動作の結果生成された出来形表示データＤ２を用いて、３次元ＣＡＤモデル表示ソフト１３ｂがインストールされたコンピュータによって、ディスプレイ画面３上に出来形を３次元可視化して表示された画像である。本例における出来形管理の対象である設計値は、ウエブ高である。出来形のコンター図３０は、２本の箱桁Ｇｂｘの各々の上面の計測点列Ｇ１Ｌ，Ｇ１Ｒ、及びＧ２Ｌ，Ｇ２Ｒにおける実測値を用いてコンター表示されている。

図中に破線で示す直線Ｌ１は、箱桁Ｇｂｘの計測点列Ｇ２Ｒに沿った直線である。出来形におけるウエブ高は、点ｇ０の位置で設計値通りであり、矢印ａ１で示す部位のウエブ高は設計値より低く、矢印ａ２で示す部位のウエブ高は設計値より高い。このコンター図３０は、設定シート６における出力コントロール６１ａのモデル６ａの項目において、変形スケールが２００と設定されたものである（図２０参照）。このことにより、矢印ａ１，ａ２で示すように出来形における変形が強調されて表示され、可視化の視覚効果が高められている。

また、ディスプレイ画面３には、カラースケールの凡例３０ａとともに、座標値シート４、出来形シート５、設定シート６において設定された出来形表示に関連する諸元が、画面表示３０ｂ，３０ｃとして文字列表示されている。これらの凡例３０ａ及び画面表示３０ｂ，３０ｃは、ボタンＢＴ３を押下して実行された予備計算３の処理において３次元ＣＡＤ表示のために文字列や凡例のデータを付加した結果である。画面表示３０ｂ，３０ｃの詳細を、図２８（ａ）（ｂ）に示す。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。上記において、計測点や補間点が形成するパネルＰＮやパネルｐｎが四角形平面であるとして説明したが、四角形平面とならない場合に、周知の三角形要素を用いる方法によって、データ補間部２２ａを実行させることができる。また、本発明は、橋梁などの３次元構造体に限られず、任意の３次元構造体に適用することができる。コンター図の表示は、平面的な表示に限られず、等値線を等高線として、３次元構造体の表面に等高線の値に応じて立体的に凹凸表示させることができる。

本発明は、３次元構造体の出来形に関する合意形成や意思決定の支援システムの用途に適用できる。例えば、橋梁の製作や架設に際し、橋梁部材の製作精度、仮組立て検査成績表、現場架設の出来形寸法などの３次元可視化の用途に適用できる。綱橋の完成までのフローにおいて、「部材検査」は数ｍ〜１０数ｍの長さのブロックの出来形を計測するものであり、次工程の「仮組検査」は数台〜数十台のブロックを工場内の敷地にて組み立てて、橋梁全体としての出来形を確認して、許容範囲を満たしているか判定するものである。従来、仮組検査の結果は表計算ソフトを用いてグラフなどに表示してわかりやすくまとめられていたが、橋梁全体での把握は頭のなかで評価することとなっていた。本発明によれば、出来形の検査結果をコンター図として３次元表示したり、橋梁の３次元モデルに合成表示したりすることにより、だれでも直観的に出来形をとらえることができる。

１ 可視化システム
１１ ディスプレイ
１２ 指示手段
１３ａ 表計算ソフト
１３ｂ ３次元ＣＡＤモデル表示ソフト
２ 可視化データ生成プログラム
２１ データ取得部
２１ａ モデルデータ取得部
２２ 表示データ生成部
２２ａ データ補間部
２２ｂ 色属性付加部
２２ｃ 等値線付加部
２３ プレビューデータ生成部
３０ コンター図
３１ ３次元モデル
３２ ３次元構造体
４ 座標値シート（データ入力表）
５ 出来形シート（データ入力表）
ｄ１ 座標値（計測点の座標のデータ）
ｄ２ 設計値
ｄ３ 実測値
ｐｉ 補間点
Ｄ１ 入力データ（データ取得部によって取得されたデータ）
Ｄ２ 出来形表示データ
Ｄ３ モデル表示データ
Ｇ１〜Ｇ５ 鈑桁（３次元構造体）
Ｇｂｘ 箱桁（３次元構造体）

Claims (9)

1. ３次元構造体の出来形の可視化システムであって、
   汎用の表計算ソフト及び汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフトがインストールされたコンピュータと、
   前記コンピュータからの指示により画像を表示するディスプレイと、
   前記コンピュータに指示するためユーザにより操作される指示手段と、を備え、
   前記コンピュータには、ユーザによる前記指示手段の操作によって、前記表計算ソフトによるデータ入力表を前記ディスプレイに表示させ、前記データ入力表に入力されたデータを用いて、前記３次元構造体の出来形を表示するためのデータを生成する可視化データ生成プログラムがインストールされており、
   前記可視化データ生成プログラムは、
   前記データ入力表に入力されたデータを基に、前記３次元構造体上に設定された計測点の座標値のデータ、前記計測点における設計値のデータ、及び前記計測点に対応する位置における前記出来形に関する実測値のデータを取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部によって取得されたデータを基に、前記設計値と実測値の差分を求め、前記座標値のデータを用いて前記３次元構造体の表面に対応する位置に前記差分をコンター図として表示するための出来形表示データを生成する表示データ生成部と、を備え、
   前記コンピュータは、前記３次元ＣＡＤモデル表示ソフトを動作させ、前記表示データ生成部が生成した出来形表示データを用いて、前記ディスプレイに前記コンター図を３次元表示させることを特徴とする出来形の可視化システム。
2. 前記データ取得部は、前記３次元構造体の３次元モデルを表示するためのモデル表示データまたは前記モデル表示データの所在を示すデータを取得するモデルデータ取得部を有し、
   前記表示データ生成部は、前記３次元ＣＡＤモデル表示ソフトが前記ディスプレイに前記３次元モデルと前記差分のコンター図とを重ねて３次元表示できるように、前記出来形表示データに前記モデルデータ取得部が取得した前記３次元モデルに関するデータを付加することを特徴とする請求項１に記載の出来形の可視化システム。
3. 前記データ取得部は、前記データ入力表に入力される、前記設計値に対して許容される上限値または下限値のデータを取得し、
   前記表示データ生成部は、前記実測値が前記上限値または下限値を超えたか否かを明示するように、前記出来形表示データを生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の出来形の可視化システム。
4. 前記表示データ生成部は、
   前記計測点によって規定される面に補間点を設定し、前記補間点に前記実測値または前記差分の補間による補間値を付与するデータ補間部を有し、
   前記設計値のデータ及び前記実測値のデータに加え、前記データ補間部が出力する前記補間点と補間値のデータを用いて、前記出来形表示データを生成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の出来形の可視化システム。
5. 汎用の表計算ソフトと組み合わせてコンピュータにインストールされて用いられ、３次元構造体の出来形を３次元ＣＡＤモデル表示ソフトによって表示させるためのデータを生成する出来形の可視化データ生成プログラムであって、
   ユーザの操作によって、前記表計算ソフトによるデータ入力表を前記コンピュータのディスプレイに表示させ、前記データ入力表に入力されたデータを基に、前記３次元構造体上に設定された計測点の座標値のデータ、前記計測点における設計値のデータ、及び前記計測点に対応する位置における前記出来形に関する実測値のデータを取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部によって取得されたデータを基に、前記設計値と実測値の差分を求め、前記汎用の３次元ＣＡＤモデル表示ソフトに引き渡すためのデータであって前記差分を前記３次元構造体の表面に対応する位置にコンター図として３次元表示させるための出来形表示データを、前記差分と前記計測点の座標値のデータとを用いて生成する表示データ生成部と、を備えることを特徴とする出来形の可視化データ生成プログラム。
6. 前記データ取得部は、前記３次元構造体の３次元モデルを表示するためのモデル表示データまたは前記モデル表示データの所在を示すデータを取得するモデルデータ取得部を有し、
   前記表示データ生成部は、前記３次元ＣＡＤモデル表示ソフトが前記３次元モデルと前記差分のコンター図とを重ねて３次元表示できるように、前記出来形表示データに前記モデルデータ取得部が取得した前記３次元モデルに関するデータを付加することを特徴とする請求項５に記載の出来形の可視化データ生成プログラム。
7. 前記データ取得部は、前記データ入力表に入力される、前記設計値に対して許容される上限値または下限値のデータを取得し、
   前記表示データ生成部は、前記実測値が前記上限値または下限値を超えたか否かを明示するように、前記出来形表示データを生成することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の出来形の可視化データ生成プログラム。
8. 前記表示データ生成部は、
   前記計測点によって規定される面に補間点を設定し、前記補間点に前記実測値または前記差分の補間による補間値を付与するデータ補間部を有し、
   前記設計値のデータ及び前記実測値のデータに加え、前記データ補間部が出力する前記補間点と補間値のデータを用いて、前記出来形表示データを生成することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の出来形の可視化データ生成プログラム。
9. 前記汎用の表計算ソフトが有する図形描画機能を用いて前記コンター図の斜視図を前記ディスプレイに表示させるため、前記出来形表示データから前記斜視図のデータを生成するプレビューデータ生成部をさらに備えることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の出来形の可視化データ生成プログラム。